實驗是科學探究的重要方法,而高考理科綜合科目包含了:物理、化學、生物。這三科都是以實驗為基礎的自然科學科目。實驗在命題當中理所當然所占的分值都比較高。央視3.15晚會中,關于食物相克的真相,就是用實驗的方法來驗證真僞的。這些都是化學和生物學科常用的實驗手段,也是高考考綱規定的:重點掌握的實驗知識點。
比如:在驗證西紅柿和螃蟹一起吃會産生砒霜和葡萄白霜是農藥的這兩種說法的時候,實驗中都用到了,質譜圖。
葡萄上的白霜
西紅柿和螃蟹
核磁共振氫譜圖
質譜圖
這三個實驗的用途和原理如下:
1、質譜工作原理:用高能電子流轟擊樣品分子,使該分子失去電子變為帶正電荷的分子離子和碎片離子。這些不同離子具有不同的質量,質量不同的離子在磁場的作用下到達檢測器的時間不同,其結果為質譜圖。
實驗用途:測量分子的相對分子質量,為确定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據。
2、紅外光譜工作原理:在有機物分子中,組成化學鍵或官能團的原子處于不斷振動的狀态,其振動頻率與紅外光的振動頻率相當。所以,用紅外光照射有機物分子時,分子中的化學鍵或官能團可發生振動吸收,不同的化學鍵或官能團吸收頻率不同,在紅外光譜上将處于不同位置。
實驗用途:可檢查有機化合物分子中含有化學鍵種類和官能團種類的信息。
3、核磁共振氫譜工作原理:利用核磁共振儀記錄下原子在共振下的有關信号繪制的圖譜。其吸收峰個數,為等效氫原子種數,吸收峰面積之比,為各種等效氫原子個數的最簡整數比。核磁共振儀自帶的自動積分儀可以對各峰的面積進行自動積分,得到的數值用階梯式積分曲線高度表示出來。
實驗用途:根據獲得的氫原子的種類和個數,進而推斷出有機化合物的結構。
2017年各個省市高考理科綜合試卷中用到了這些實驗手段的試題:(如以下各題黑體部分)
1、(2017全國Ⅰ卷.36)(15分)(5)芳香化合物X是F的同分異構體,X能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出CO2,其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學環境的氫,峰面積比為6∶2∶1∶1,寫出2種符合要求的X的結構簡式____________。
2、(2017全國Ⅱ卷.36)(15分)化合物G是治療高血壓的藥物“比索洛爾”的中間體,一種合成G的路線如下:
已知以下信息:①A的核磁共振氫譜為單峰;B的核磁共振氫譜為三組峰,峰面積比為6∶1∶1。
②D的苯環上僅有兩種不同化學環境的氫;1 mol D可與1 mol NaOH或2 mol Na反應。回答下列問題:
3、(2017江蘇卷.17)(15分)化合物H是一種用于合成γ-分泌調節劑的藥物中間體,其合成路線流程圖如下:
(3)寫出同時滿足下列條件的C的一種同分異構體的結構簡式:_____________________。
①含有苯環,且分子中有一個手性碳原子;②能發生水解反應,水解産物之一是α-氨基酸,另一水解産物分子中隻有2種不同化學環境的氫。
(2017天津卷.8)(18分)2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的醫藥中間體,其制備流程圖如下:回答下列問題:
(1)甲苯分子中不同化學環境的氫原子共有_______種,共面原子數目最多為_______。
所以高考沖刺階段的複習:一定要有的放矢,抓住重點。對理科綜合科目來說,實驗部分即是重點也是難點。複習實驗的方法:首先,要弄清楚實驗原理,其次,掌握實驗的設計思維,最後,結合實際來應用實驗。切忌死記硬背實驗。除了我說的這個類型的實驗,其實央視3.15晚會中的很多實驗原理,包括操作過程都值得考生結合着已學的知識關注一下的。
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